金属矿山

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1. 高岭土插层剥片技术研究进展及展望

傅梁杰, 屈雨鑫, 樊迪康, 杨华明

金属矿山 2023, 52 (11): 1-15.

摘要（140）

PDF （3012KB）（362）

插层剥片能够大幅提升高岭土径厚比、比表面积等指标,是高岭土在生物医药、橡胶、涂料、吸附和催化等领域高端应用的关键技术,对高岭土矿产资源的高值化利用具有非常重要的意义。重点归纳和总结了近年来高岭土插层剥片的国内外研究进展,统计了插层剂种类、高岭土产地和插层反应条件(温度、水含量和时间)等对高岭土层间距和插层率的影响,阐述了辅助插层、多次插层置换等插层技术对高岭土层间距和插层率的影响,分析了不同工艺参数对插层效率的影响规律;阐述了物理剥片法、化学剥片法和物理化学剥片法等剥片技术,分析了剥片设备及工艺参数对不同产地高岭土的层间距、片层厚度、比表面积、孔容及形貌的影响。进而基于国内外研究进展探讨了插层微观机制、插层剂污染及高岭土径厚比低、纳米片不稳定等问题,并对高岭土插层剥片技术的未来发展方向进行了展望。绿色高效的插层剥片技术的研发与推广,对我国高端高岭土矿物粉体生产及下游产业高性能材料开发与利用具有重要意义。

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2. 矿物材料在燃料电池质子导体中的研究进展

李俊升, 黄鸿鑫, 杨园园, 陈佳淇

金属矿山 2023, 52 (11): 16-33.

摘要（65）

PDF （2091KB）（329）

质子交换膜燃料电池作为能源结构转型的重要载体,其性能、寿命以及成本受到电解质膜发展的制约。相比于传统的聚合物质子交换膜,利用矿物材料制备的无机质子导体成本低廉且性能优异。因此,无机质子导体是理想的电解质材料。然而,无机质子导体同时实现高质子传导性能和化学稳定性是一项极具挑战的任务。本综述详细讨论了质子在电解质中的传导过程、传导机制以及传导机制判定,明确了物质结构与质子传导之间的关系。详细论述了各种具有质子传导性能的无机电解质材料,以及针对各种质子导体本身缺陷而提出的改善措施。氧化物作为无机质子导体的主要类型,其快速发展对推动燃料电池的广泛商业化起着关键作用。因此,本综述最后对氧化物型无机质子导体的发展进行了三个方面的展望:① 界面工程,研究和优化氧化物界面结构和性质,以提高质子传输速率;② 多功能复合材料,将氧化物与其他材料相结合,形成复合材料,以实现更好的质子传导性能和致密性;③ 新的低成本烧结技术的开发,通过引入人工智能、开发新型烧结介质等手段降低放电等离子烧结、微波烧结等非常规烧结技术的成本。

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3. 基于金属氧化物半导体的瓦斯气体传感器研究现状及进展

陈享享, 刘天豪, 欧阳云飞, 黄世毅, 张朝阳, 罗盛葳, 陈润萱, 林修合

金属矿山 2023, 52 (11): 34-44.

摘要（104）

PDF （1931KB）（325）

瓦斯是我国煤矿以及相关金属矿山安全事故发生的主要诱因。甲烷是瓦斯的主要成分,利用高性能气体传感器对甲烷进行及时的监测预警,可有效保障矿山井下作业的安全。金属氧化物半导体型传感器相比电化学式、气相色谱式、接触燃烧式、光学式等气体传感器,具有成本低、体积小、稳定性好和响应快等优点,因此应用前景广泛。介绍了几种常见的金属氧化物半导体甲烷气敏材料,分析其用于甲烷气体传感的基本原理和优势,总结得出提升金属氧化物半导体材料气敏性能的 3 个主要方向为形貌调控、贵金属掺杂和构建异质结。目前需要进一步围绕表面电阻控制、化学敏化和电子敏化等 3 种气敏提升机制进行优化制备。总体而言,金属氧化物半导体气敏材料的研究为开发高性能瓦斯传感器奠定了基础,并将有助于矿山的安全和可持续生产。

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4. 钢渣矿化固化二氧化碳研究现状及展望

谢元涛, 封孝信

金属矿山 2023, 52 (11): 45-54.

摘要（378）

PDF （1684KB）（457）

近 10 a 来,碱性固体废弃物矿化固化 CO2 技术得到了迅速发展,被认为是稳定固废和对抗全球变暖的有效技术之一。钢渣作为一种高产量的富钙固废,在该技术中的应用具有较高经济价值和重要社会意义。综述了钢渣矿化固化 CO2 的方法,包括直接矿化法与间接矿化法。首先分析了直接矿化法中的湿法与干法 2 种途径,认为湿法矿化效率优于干法矿化,其中反应温度、时间、钢渣粒径和液固比等因素都会影响钢渣中钙镁离子的扩散和与 CO2 反应的速度,现阶段提高湿法矿化效率的原理基本可归结为促进矿化反应向正反应方向进行。之后分析了间接矿化法中钢渣离子浸出和浸出液固碳 2 个重要步骤,认为固碳效率很大程度上取决于钙镁离子的浸出率,随后总结了强酸性及弱酸性环境对离子浸出的影响,以及现阶段浸出液固碳工艺路线及优化方式。最后展望了未来研究方向:完善钢渣固碳的热力学和动力学理论体系,开展中大规模的工业化试点研究和开发固碳后钢渣的高值化应用途径等,为实现钢渣固碳的工业化建设提供指导。

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5. 基于基板界面调控的半导体材料气敏性特征研究进展

闫呈浩, 卢瑞, 唐朝, 李昂, 白金州, 赵思凯, 沈岩柏

金属矿山 2023, 52 (11): 55-66.

摘要（68）

PDF （2929KB）（314）

基板界面对于气敏材料的结晶生长和气敏特性至关重要,不仅能够为晶体的生长提供成核位点,还能调控材料的微观形貌,并进一步影响材料的气敏特性。重点归纳和总结了硅基板、玻璃基板、Al2O3 基板、AAO 基板等常规基板以及黏土矿物基板对气敏材料生长特性和气敏特性的影响。分析了各种基板界面结构特性、界面调控方式及效果、气敏材料生长及特性等。常规基板具有较为稳定的物理化学性质,有助于获得结晶程度高、比表面积大、气敏效果佳的气敏材料。但仍存在一些不利于材料生长的结构特性,如表面光滑、晶格失配、耐高温及酸碱程度差等问题, 需要在材料生长过程中对基板进行界面调控处理,以达到改善缺陷、获得具有优越性能的纳米气敏材料的目的。黏土矿物基板能够解决常规基板存在的一些问题,但基板的结构和性能仍需不断完善和优化。基于国内外研究进展, 探讨了贵金属催化剂层调控、多孔化处理、种子层预处理和二元复合材料制备等界面调控方法对气敏材料微观形貌和气敏性能的影响,并对基板法制备气敏材料的未来发展方向进行了展望。基板的改进和研发将提升气敏材料的性能,推动半导体气体传感器在矿山的应用,对矿业资源的绿色开发具有重要意义。

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6. 机械力化学法活化铝系硅酸盐矿物降解六氯苯机理研究

何晓曼, 许新成, 姚真真, 张其武, 杨巍

金属矿山 2023, 52 (11): 67-73.

摘要（78）

PDF （1676KB）（310）

针对六氯苯(HCB)在土壤中长期存在难以降解的问题,本研究基于机械力化学法,系统地探究土壤中固有成分铝系硅酸盐(高岭土、白云母和膨润土)对 HCB 的降解效果,讨论了球磨转速、球磨时间、HCB 初始浓度等条件对 HCB 降解效率的影响。在 HCB 浓度为 50 000 mg / kg 的条件下,600 r / min 球磨 2 h 后,铝系硅酸盐矿物对 HCB 去除能力由大到小依次为高岭土、白云母、膨润土,高岭土和白云母对 HCB 的去除率分别为 90. 13%、85. 72%,膨润土几乎不降解 HCB。 HCB 的去除率随着球磨时间增加而增加,与转速呈正相关。 HCB 初始浓度的降低有利于 HCB 的降解和脱氯效率,当 HCB 处于高浓度水平 50 000 mg / kg 时,高岭土和白云母的脱氯效率较低;当 HCB 处于低浓度水平 2 500 mg / kg 时,高岭土和白云母的脱氯效果提高,高岭土的脱氯效果优于白云母。利用 ESR 检测自由基信号发现,高岭土在机械力化学作用下产生了高活性氧类自由基,而白云母和膨润土未产生自由基。利用 GC-MS 分析 HCB 降解中间产物,当高岭土作为添加剂时,产生的自由基导致 HCB 的 C—Cl 发生断裂,经过连续脱氯过程,HCB 的稳定结构被打破,形成了一系列不稳定的含 Cl 中间产物。综上所述,铝系硅酸盐矿物在机械力化学作用下能够高效降解 HCB,而且便宜易得,不会造成二次污染,具有广泛的应用潜力。

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7. 碱浸改性蛇纹石尾渣吸附材料的制备及其对 Cu2+的吸附性能研究

刘文宝, 丁睿, 刘文刚, 李维超, 张覃, 沈岩柏, 刘睿哲

金属矿山 2023, 52 (11): 74-80.

摘要（66）

PDF （1807KB）（339）

为提升蛇纹石尾渣(ALS)对重金属污染物 Cu2+的去除效果,实现废水中 Cu2+的高效去除,开展了蛇纹石尾渣碱浸改性研究,系统探究改性后蛇纹石尾渣吸附材料(AALS)对废水中 Cu2+去除性能的影响。结果表明,当蛇纹石尾渣与氢氧化钠质量比为 1 ∶0. 12、改性温度为 30. 0 ℃ 、改性时间为 90. 0 min 时,改性效果最佳。利用 BET、SEM、 XRD 和 FTIR 等分析方法考察了碱浸改性蛇纹石尾渣的改性机理。结果表明,碱浸改性致使蛇纹石尾渣的比表面积从 22. 62 m2 / g 提高到 67. 19 m2 / g,碱可以侵蚀蛇纹石浸渣的结构,导致其暴露出更多 Si—O—Si、Si—O 官能团,增加了颗粒表面的 Cu2+吸附位点。 AALS 对溶液中 Cu2+的最佳吸附条件为 AALS 用量为 0. 15 g、吸附时间为 15 min、溶液 pH 值为 5. 39,此时其对 50. 0 mL 浓度为 125. 0 mg / L Cu2+溶液中 Cu2+的吸附量及 Cu2+去除率分别为 40. 68 mg / g 和 95. 27%。吸附动力学拟合结果表明,AALS 对溶液中 Cu2+的吸附更符合准二级动力学模型,由此可知 Cu2+在 AALS 表面以化学吸附为主。解吸试验表明,盐酸不仅能够实现 AALS 的再生,且在多次解吸再生后,AALS 对溶液中的 Cu2+仍具有较高的吸附率。研究结果可为蛇纹石尾渣改性材料的制备和溶液中重金属 Cu2+的吸附处理提供借鉴和指导。

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8. 矿山喷雾降尘技术研究与应用现状综述

金龙哲, 刘建国, 林清侠, 周玉竹, 李刚, 汪澍, 魏祎璇, 欧盛南, 王天暘, 王佳慧

金属矿山 2023, 52 (07): 2-17.

摘要（224）

PDF （2682KB）（542）

喷雾降尘技术以其操作简单、成本低、降尘效率显著等优势,成为矿山井下应用最为广泛的降尘技术之一。但传统喷雾降尘技术普遍存在雾滴粒径大、耗水量多、呼尘沉降效率低等问题。针对以上问题,国内外学者对喷雾降尘技术开展了广泛研究,但对其研究与应用现状缺少深入总结。基于此,基于近 20 a 来矿山喷雾降尘技术的相关研究文献,梳理了喷雾雾化降尘机理、喷雾雾化效果评价参数与测试方法、喷雾雾化效果影响因素、喷雾降尘效率及其影响规律的研究现状。研究结果表明:喷雾雾化效果评价参数主要包括雾滴粒径、雾滴速度、喷雾射程等;喷雾雾化效果与喷嘴结构、气水压力、液体物理特性等参数密切相关;喷雾雾滴粒径越小、雾滴速度越快,其对粉尘的吸附沉降效率越高。针对矿山喷雾降尘技术研究现状,分析了目前存在的不足,并提出了未来的主要研究方向,即进一步探究喷雾雾化机理、完善喷雾雾化效果评价参数、规范喷雾降尘效率测定方法、关注喷雾添加剂对作业人员身体健康与工作环境的影响。

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9. 矿井降温技术研究进展与展望

柳静献, 李国栋, 常德强, 李元辉

金属矿山 2023, 52 (07): 18-27.

摘要（183）

PDF （1563KB）（522）

矿井高温热害是矿井深部安全开采的重要影响因素之一,有效且经济的矿井降温技术对于深部高温矿井安全且高效开采尤为重要。分析了矿井热源的种类及热害对人的影响,并对目前矿井降温技术的原理及应用研究现状进行了评述;研究了用于热害较轻或浅部矿井的非人工制冷技术,着重阐述了用于热害较重和深部矿井的多种人工降温制冷技术;对比分析了液态气体相变制冷技术、直膨式热泵降温技术、动力性热管降温技术、个体防护服和涡流管结合矿井微气候调节技术的优缺点及其在矿山现场的应用研究进展,指出了目前各类降温技术存在的共性问题,讨论了未来地热控制及余热回收利用的技术发展趋势,为选择合适的深井降温技术提供依据。研究表明:目前矿井降温技术虽然飞速发展但存在能耗较大、制冷系统设备复杂且难以维护,只重视降温而忽略矿井湿度过高,未能充分利用矿井地热能源价值,非煤矿山专用降温系统研究较少等不足。针对矿井降温系统的共性问题提出了开发节能且高效的新型降温技术,着力开发制冷设备,坚持降温除湿并重的原则,充分利用矿井地热能源以及设计非煤矿山专用的矿井降温技术等应对措施。

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10. “双碳”背景下露天矿智能化建设新模式的技术路径

顾清华, 李学现, 卢才武, 阮顺领, 江松

金属矿山 2023, 52 (05): 1-13.

摘要（838）

PDF （3164KB）（587）

随着智能化开采技术的不断发展,矿山开采模式需要不断革新,目前我国露天矿智能化建设存在不少问题亟待解决,传统的采矿设计和工艺已不能适应无人驾驶、新能源等智能装备的发展,“双碳”背景下对原有的生产模式和装备提出了新的挑战。通过回顾露天矿智能化建设的现状,重点围绕“双碳”背景下露天矿低碳智能开采转型升级问题,探索了一种低碳、连续、高效、安全的露天矿智能化建设新模式———CDEC 采矿模式。该模式内涵包含 4 个方面,即清洁能源开发及碳封存与利用( Carbon)、露天矿开采设计的新理念( Design)、新能源智能装备定制化方案 (Equipment)以及露天矿无人连续生产工艺(Continuous)。随后分别从构建多能互补的可再生能源系统、探索露天矿山低碳连续生产工艺、开发碳封存与生态碳汇技术体系 3 个方面探讨了该模式的技术路径。最终实现“可再生能源利用+新能源装备+碳封存与利用”的绿色能源供给利用方式,形成“移动缓冲装载机(可选) +无人驾驶+破碎系统+皮带运输或升降装置”的无人连续生产工艺,为“双碳”背景下露天矿智能化建设提供指导。

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11. 智能爆破的基本概念与研究内容

吴春平, 汪旭光

金属矿山 2023, 52 (05): 59-63.

摘要（104）

PDF （1824KB）（472）

任何新的理论都有适用范围,并要给出准确的定义,才能正确指导其发展方向。发展智能爆破已经成为业界的共识,但是如何定义智能爆破,以及智能爆破应该研究哪些内容,业内尚无定论。根据“智能”的外延、内涵及“爆破”的研究范畴,阐明了“智能爆破”定义:采用 5G、人工智能、大数据、云计算等新一代信息技术,将爆破的设计、施工、管理、服务等各环节生产活动相联结与融合,建立具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能特性的综合集成爆破技术,解决以往需要人类专家才能处理的爆破问题,达到安全、绿色、智能、高效的工程目的。在此基础上,明确了智能爆破的主要研究内容,包括:智能爆破的理论与方法、爆破过程多元异质信息采集与挖掘技术,爆破环境的智能感知技术,高度智能化的爆破施工设备与技术,爆破信息的传输、交互与处理技术,并讨论了智能爆破的典型工程应用场景。最后指出了今后一段时期智能爆破的发展方向,供相关研究参考。

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12. 我国深部矿井热环境调控研究近 20 a 进展及展望

王运敏, 李刚, 徐宇, 任甲泽, 贾敏涛, 周伟

金属矿山 2023, 52 (03): 1-13.

摘要（824）

PDF （3472KB）（589）

随着矿井开采水平向深部转移,高地温热害成为资源安全开采面临的重要难题。矿井通风与空气调节逐渐成为深部矿产资源开发的主要耗能形式,影响着矿井生产运营成本和资源开发的可持续性。概述了矿井通风传热理论发展脉络和矿井降温技术研究现状,剖析了目前常用的降温技术特点,在此基础上展望了深部矿井热环境调控的未来重点发展方向。结果表明:机械制冷通风降温是目前主要的矿井热害治理方式,但存在成本高、维护困难、冷量利用率低、降温效果不理想等不足。为提高深部矿井热害治理效果,应秉持“节源开流”的新思路,在矿井开拓过程中实施主动降温措施,并采取多种方式进行联合降温。此外,可结合智能通风系统精准控温降低冷量消耗,采用循环通风降温技术提高冷量利用率,应用高性能降温防护服应对特殊高温场景。将传统矿井热害治理技术思路转变为地热资源利用理念,实现矿井热环境调控与地热资源开采协同,是高效解决深井降温和升级矿井能源结构体系的关键。

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13. 我国无底柱分段崩落法损失贫化研究现状及发展方向

何荣兴, 陈丽媛, 任凤玉

金属矿山 2022, 51 (11): 1-9.

摘要（231）

PDF （1950KB）（937）

无底柱分段崩落法生产安全、开采强度大、效率高、回采工艺简单，在地下开采中占有较大比重。但损失贫化大的问题限制了该方法在贵重金属矿山的应用，也是众多学者研究的热点。总结了无底柱分段崩落法60 a的发展历程，并从放矿理论、采场结构参数、放矿方式和巷道布置形式、覆盖层块度4个方面系统总结了控制损失与贫化的研究现状，指出目前仍存在的研究问题为：放矿理论中仅考虑散体的流动特性，爆破块度、放矿口尺寸、边孔角、铲装深度等因素未在放矿理论中综合考虑，从而造成依据放出体形态确定的采场结构参数并非最优值；实际生产中并未严格按照低贫化放矿方式作业，回采巷道布置形式不能完全适应矿体产状变化，部分矿山覆盖层形成方法不利于损失贫化控制。针对这些问题，提出了进一步控制无底柱分段崩落法损失贫化的研究方向和措施，对于矿山进一步控制损失贫化指标具有一定的理论指导意义。

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14. 我国地电化学技术主要研究进展与展望

刘攀峰, 罗先熔, 文美兰, 郑超杰, 欧阳菲, 单江涛, 高文

金属矿山 2022, 51 (11): 10-22.

摘要（131）

PDF （2305KB）（574）

在回顾我国地电化学技术发展历史的基础上概述了地电化学技术的发展进程，着重分析了2011年以来地电化学技术在以下几方面取得的研究进展：① 提出了“分段理论”成晕机理，包括成矿相关金属微粒产生（以电化学溶解为主）—金属微粒迁移（分为包气带区和饱水带区）—金属微粒卸载（地球化学障）；② 优化了供电电源可控性，实现了地电化学提取过程中相关数据（瞬时电压、电流）的采集与记录，简化了提取电极制作工艺，提高了材料性能，完善了吸附材料（聚氨酯泡塑）预处理方法；③ 对地电化学技术整个流程（样品采集—样品处理—分析测试—报告编写）进行了规范化，并起草了《地电化学测量技术规程（征求意见稿）》；④ 在不同覆盖区（西北荒漠戈壁、东北原始森林、青藏高原冻土、内蒙风成砂等）的典型矿区取得了良好找矿成果，同时在土壤重金属修复中取得了预见性进展。在上述分析的基础上，进一步展望了地电化学技术未来的发展方向：① 从宏观角度研究浅地表（基岩/风化层—土壤）元素含量变化和赋存特征，从微观角度借助高分辨率电子显微镜观测元素迁移形式及可能影响其分布的因素，进一步完善方法机制；② 从轻便化、自动化、商品化角度出发，优化供电装置的时控性、数据储存功能，提升提取装置的可视化程度、环保材料的使用程度，并运用较为成熟的统计学方法提取地电数据中的弱异常信息，尽可能满足勘查市场需求；③ 加快编制相关技术规程，进一步深化地电化学技术在土壤重金属修复领域的应用，增强技术应用的普适性。

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15. 除尘滤筒脉喷清灰技术研究进展与展望

李建龙, 陈源正, 林子捷, 吴泉泉, 吴代赦

金属矿山 2022, 51 (11): 23-35.

摘要（90）

PDF （2206KB）（554）

滤筒清灰是除尘器运行的关键环节，以脉冲喷吹技术应用最为广泛，具有工艺简单、不中断风流等优点。近年来，脉喷清灰滤筒除尘器因技术优势市场份额逐渐增多，相关研究发展迅速。研究者运用理论分析、试验研究和数值模拟等手段对滤筒的脉喷清灰技术进行了广泛探讨，并取得了大量有益进展。阐述了除尘滤筒脉喷清灰技术的基本原理、尘饼附着作用和清灰效果评价方法，分析了影响清灰性能的主要因素，剖析了除尘滤筒脉喷清灰存在的主要问题，总结了提高清灰均匀性改进措施的最新进展，并展望了滤筒脉喷清灰的发展方向。研究表明：滤筒清灰机理的认识普遍采用喷吹压力理论并以筒壁所受静压为喷吹指标；清灰效果评价主要基于过滤阻力的变化和落尘质量；喷吹气流偏斜、清灰不均匀、剥离粉尘回吸是滤筒清灰面临的共性难题，其中清灰不均匀是当前研究焦点；改善滤筒清灰性能主要有喷嘴设计、文丘里管增设、滤筒结构优化、喷吹策略改进等措施，其中协同对撞喷吹突破了单一点源式喷吹的局限，克服清灰不良问题潜力较大。未来研究的重点为脉冲喷吹滤筒清灰机理分析、脉喷清灰结构设计与参数优化、尘饼剥离与运移规律分析、脉喷系统及其参数设计规范建立。研究成果可为促进除尘滤筒脉喷清灰技术的发展和工程应用提供参考。

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16. 露天深孔台阶精细爆破技术研究进展

谢先启, 黄小武, 姚颖康, 何理, 伍岳

金属矿山 2022, 51 (07): 7-18.

摘要（1104）

PDF （3836KB）（998）

21世纪以来，随着凿岩设备和爆破器材等新技术的进步与发展，露天爆破开采规模不断扩大，露天深孔台阶爆破技术进入了精细化的新阶段。近年来，露天深孔台阶爆破技术取得了较大的技术突破，创造了显著的社会效益和经济效益。基于精细爆破理念，总结叙述了露天深孔台阶爆破领域内智能爆破设计、露天凿岩设备、数码电子雷管、现场混装炸药、装药结构和起爆网路6个方面的研究进展。研究表明：①研发的智能爆破设计系统的种类较多，需结合生产实践加大推广力度，更好地辅助爆破工程设计；②我国露天凿岩设备的研发、制造能力相对发达国家还有很大的发展空间，需进一步提升凿岩设备自动化、智能化水平；③数码电子雷管和现场混装炸药提升了爆破器材的本质安全性，且有利于改善破岩效果和降低爆破振动；④装药结构和起爆网路是露天深孔台阶精细爆破技术的重要体现，但相关基础理论尚不完善，需加强多学科交叉融合，最终实现炸药能量的精确释放并提升能量利用率。在上述分析的基础上，总结了露天深孔台阶爆破技术的发展现状及存在的主要问题，并探讨了该技术的研究发展方向。

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17. 细粒级金属尾砂的综合利用及在矿山充填中存在的问题和对策

刘娟红, 周在波

金属矿山 2022, 51 (07): 240-249.

摘要（160）

PDF （1382KB）（634）

基于细粒级尾砂应用现状，结合细粒级尾砂筑坝堆存安全隐患大的问题和国家“十四五”规划的长期目标，探讨了尾砂综合利用及矿山充填中存在的问题和对策。针对细粒级尾砂在建筑材料中利用率低的问题，阐述了将尾砂应用于生态胶凝材料、水泥基材料以及混凝土掺合料的方法；针对细粒级尾砂浓密后底流浓度低，制备充填材料工作性和力学性能差的问题，提出了改善动态浓密的浓密增效剂，改善泌水的固水材料，改善力学性能的晶核材料以及研究了减水剂与微珠对输送性能的改善效果，并阐述了作用机理；探讨了金属尾矿研究中的不足与今后综合利用的对策。分析结果为细粒级金属尾砂的综合利用及解决矿山充填中存在的问题提供了技术和理论支撑。

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18. 智能爆破的产生背景及新思维

汪旭光, 吴春平

金属矿山 2022, 51 (07): 2-6.

摘要（1355）

PDF （1312KB）（1123）

工程爆破已经逐步发展成为独立、系统的研究领域。但是，现阶段爆破技术面临着理论未有根本性突破、爆破过程的多元异质信息难以获取、缺乏有效的爆破环境感知技术、爆破施工精度需要进一步提高、缺乏统一的数据交互与信息处理机制等瓶颈问题。这些问题阻碍了爆破技术向“精密控制”方向发展的步伐。近年来，信息化已成为时代潮流，以5G、人工智能、大数据、云计算等为代表的新一代信息技术，正加速与经济、社会各领域深入渗透融合。基于新一代信息技术以及我国爆破行业的发展趋势，作者提出了“智能爆破”发展方向。论文介绍了智能爆破产生的历史背景和新思维模式。

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19. 智慧矿山技术体系研究与发展路径

王国法, 庞义辉, 任怀伟

金属矿山 2022, 51 (05): 1-9.

摘要（1002）

PDF （2060KB）（863）

基于我国矿产资源开发现状，分析了智慧矿山建设的必要性、建设理念与内涵，阐述了现阶段智慧矿山建设存在的关键共性难题，提出了我国智慧矿山建设的近期、中期、远期目标。针对我国煤炭资源开采条件与智能化建设基础存在的差异性，构建了智能化煤矿建设总体技术体系架构，从生产矿井与新建矿井两个维度提出了智能化煤矿建设技术路径，明确了不同建设条件矿井进行智能化煤矿分类、分级建设的重点内容。系统阐述了张家峁煤矿、巴拉素煤矿智能化建设经验与阶段性成果，并提出了我国智慧矿山实现高质量发展的主要技术路径。

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20. 人工智能背景下采矿系统工程发展现状与展望

顾清华, 江松, 李学现, 卢才武, 陈露

金属矿山 2022, 51 (05): 10-25.

摘要（404）

PDF （2418KB）（1049）

随着以人工智能为核心的第四次工业革命的到来，采矿系统工程作为采矿工程与系统工程的交叉学科方向，迎来了前所未有的发展机遇和挑战。首先梳理了采矿系统工程涉及的基本理论和研究方法，在此基础上对人工智能技术在采矿系统工程中的发展历史进行了回顾，通过对研究现状进行分析，综述了当前人工智能、大数据背景下采矿系统工程的研究方法和研究应用对象，最后指出了未来采矿系统工程在跨学科应用、大系统优化及智能采矿方面的发展趋势。研究表明：以进化计算和机器学习为代表的人工智能技术，在新一代新能源智能化无人采矿装备，无人采矿新技术、新工艺及新模式，采矿生产各工艺流程智能化和多系统融合大数据平台等4个重要发展方向中将发挥越来越重要的作用，是未来引领智能矿山建设的核心技术，人工智能技术与传统采矿工艺的结合必将推动采矿系统工程学科进入全新的发展阶段。

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